维告黄讯http://www,cqvip..com 1472 电 学 2005年 Can=2.678pf.谐振电压的直流电平Vk= Caculation -Caculation 1.842V,振幅最小值为Am=0.977V,振幅 SPICE +SPICE 最大值根据公式(15)计算为Am=1.174V. 2.9 444 因此根据式(17)和(19)可以得到FV调谐 28 曲线如图11实线所示，十字交叉为HSPICE 27 仿真结果，可以看到仿真结果与计算结果 La1.025n -1&42V L-1.0250H: V-1.837V 非常吻合，FV调谐曲线的测试结果与公 R-3.04GHz "2.53GHz =3.03GHz:F-2.48GH2 Cnn-2.678pf:Cma-3.866pf 2 Cm-2.694pfCm-4.036p 式计算结果比较结果如图12所示，由于电 Anin-0.977V;Ame-1.174V 4-0.958V:Am=1.172V 16 2 2.4 25 3 3.5 0.5 2.5 3 35 路版图设计中会引人一些寄生电容，使得 Vctrl/Vottage VervVoltage 测试结果的最小频率比SPICE仿真的要小 图11F-V调谐曲线的仿真与计算结果比较图12F-V调谐曲线的测试与计算结果比较 一些.然而FV调谐曲线的测试结果与公式计算结果还是非 [5 F Svelto,P Erratico,et al.A Metal-Oxide-Semiconductor varactor[J] 常的接近的 IEEE Electron Device Letters,1999,20(4):164-166. [6]K Molnar,G Rappitsch,et al.MOS varactor modeling with a subcircuit 7结论 utilizing the BSIM3v3 model [J].IEEE Trans on Electron Devices, 电感电容压控振荡器的谐振电压不再是一个小信号了， 2002,49(7):1206-1211. 传统的小信号分析方法将会产生很大的误差.以往通过电感 [7 ASTTIC Website:http://rfic.eecs.berkeley.edu/~niknejad/asitic. 电容谐振回路的非线性分析方法是一个非常复杂的、精度不 html. 高的等效电容计算方法.本文从时间域角度对电感电容谐振 [8]唐长文.电感电容压控振荡器[D].上海：复旦大学，2004 电路的周期进行了理论上推导，得到了一种计算频率一电压 调谐曲线的方法.最后，我们采用HSPICE软件对电感电容串 作者简介： 联谐振电路和电感电容压控振荡器电路进行仿真验证，并且 压控振荡器电路进行了流片测试验证.仿真和测试验证结果 唐长文男，197年出生于江西临川，1999 表明我们提出的周期计算技术得到的FV调谐曲线与仿真 年毕业于复且大学电子工程系，获电路与系统专 和测试结果非常吻合. 业学士学位：204年获得复旦大学微电子学系电 路与系统专业理学博士学位，现在复旦专用集成 参考文献： 电路与系统国家重点实验室工作，研究方向为单 [1 A Hajimiri,T H Lee.Design issues in CMOS differential LC oecillators 片多制式数字桃频编码器系统研究、CMO6运算 [J].IEEE J.Solid-State Circuits,1999,34:717-724. 放大器的设计与优化、射频集成电路分析与设 [2]S Levantino,C Samori,et al.Frequency dependence on bias current in 计、CMOS单片集成数字电视调谐器.E-mail:zwtang@fudan.c.cn. 5-GHz CMOS VCOs:Impact on tuning range and flicker noise upcon- version[J].IEEE J.Solid-State Circuits,2002,37:1003-1011. 何捷男，1978年出生于江苏省丹阳市， [3]E Hegazi.A Abidi.Varactor characteristics,oscillator tuning curves, 2000年毕业于复且大学电子工程系，获理学学士 and AM-FM conversion[J].IEEE J Solid-State Circuits,2003.38(6): 学位，现在是复旦大学微电子系博士研究生，研 1033-1043. 究方向为混合信号集成电路设计、集成频率综合 [4 S Levantino,C Samori,et al.AM-to-PM conversion in varactor-tuned 器 cecillator[J].IEEE Trans on Circuits ad System-II,Analog and Digi- tal Signal Procesaing,2002,49(7):509-513.1472 电 子 学 报 2OO5证 C =2．678pf．谐振电压的直流电平 = 1．842V，振幅最 小 值 为 面 =0．977V，振 幅 最大值根据公式(15)计算为 一 ：1．174V 因此根据式 (17)和 (19)可 以得到 F-V调谐 曲线如 图 11实线所示 ，十字交叉为 HSPICE 仿真结果 ，可 以看 到仿 真 结果 与计 算 结果 非常吻合 ，F-V调 谐 曲线 的测 试 结果 与公 式计算结果比较结果如图 12所示 ．由于电 路版图设计 中会 引 入一 些 寄生 电容 ，使 得 测试结果 的最 小频率 比 SPICE仿 真 的要 小 · — — Caculation + SPlCE - - IL=1．025nil； ；1．842V l Ⅱ=304GHz；Fm 2．53GII： 。 。 Ic =2．678pf；G =3．866pf f…=-0977V； 一 =1．I74V · — + C S a P ~ lC llI E ation ， _d ● ． ． ． ￡=1．025nH； =I．83W ． ． f．址 =3．03GHz；f 一2．48GHz 2．694pf； ：4．036pf =0．958V； _l=1．172V 图 l1 调谐 曲线 的仿真与计算结果 比较 图 l2 调谐 曲线 的测 试与计算结果 比较 一 些 ．然 而 F-V调谐 曲线的测试结 果与公 式计算 结果还 是非 常的接近 的． 7 结 论 电感电容压控振荡器的谐振 电压不再是一个小信号了， 传统的小信号分析方法 将会产 生很大 的误差 ．以往通过 电感 电容谐 振回路的非线性 分析方法 是一 个非常 复杂 的 、精 度不 高的等效电容计算方法 ．本 文从 时 间域角度 对 电感电容 谐振 电路的周期进行了理论上 推导 ，得 到了一种计 算频 率 一电压 调谐曲线的方法 ．最 后 ，我们采用 HSPICE软 件对 电感 电容 串 联谐振 电路 和电感电容压 控振荡 器 电路 进行仿 真验 证 ，并且 压控振 荡器 电路进行 了流片测试 验证 ．仿真 和测试 验证结 果 表明我们提出的周期 计 算技 术得 到 的 F-V调谐 曲线 与仿 真 和测试结果 非常吻合 ． 参考文献 ： 【1] Amjimiri，THLee．DesignissuesinCMOSdiferentialLCoscillators [J]．—IEE—EJSolld-StateCircuits，1999，34：717—724． [2] SLevantino，CSamori，eta1．Frequencydependence(311biascurrentin 5一GHzCMOS VCOs：III (311tuning range and flickernoise up(~3／l— version[J]．mEEJSolid．StateCircuits，2002，37：1003—1011． [3] EHegn~，A Abidi．Varactorcharacteristics，oscillatort,mmsCUrVes， andAM-FM conversion[J]．—IEE—EJSolid-StateCircuits，20O3，38(6)： 1033— 1043． [4] SLevantino，CSamori，eta1．AM-to-PM (；onversion invaractor-tuned oscillator[J]．—IEE—ETram (311CircuitsandSystems-II，AnalogandDisi— talSi Pr0c ，2002，49(7)：509—513． [5] [6] [7] [8] FSvelto，PEIT~CO，eta1．AMetal-Oxide-Semiconductorvar,~ [Jj IEEEElectronDeviceLetters，1999，2O(4)：164—166 K Molnar．G Rappitsch．eta1 ．M0S va -ct0r,r~ eling with asubciwuit utilizingtheBSIM3v3model[J]．—1EE—I~Tram OilElectronDevious， 20O2，49(7)：1206—1211 AS1TICWebsite：http：／／rficee ．berkeley．edu／～niknejad／asitlc htm1 唐长文 电感电容压控振荡器 [D]上海 ：复旦大学 ，20O4 作者简介 ： Nz0舌 cg 拈 ” Nz0～uc∞3寸鬯 一璧 维普资讯 http://www.cqvip.com